【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及近场微波测试领域，特别是涉及一种基于近场微波探头的磁谱测试装置及方法。
技术介绍
1、磁性薄膜是当前电子信息材料领域研究的热点，已经广泛应用于电子学的各个领域，例如信息存储、电磁兼容、磁传感器和微波通讯设备。不同的应用对磁性薄膜提出了不同的要求。对磁性薄膜而言，复磁导率谱是薄膜应用中决定其适用性的一个重要因素。
2、目前薄膜材料复磁导率常用的测量方法主要有：微波谐振腔法、检测线圈法和传输/反射法等。而对于高频磁特性的研究，由于受到测量机制的限制，探测薄膜磁导率时需要把样品放到微波装置内部或者样品直接接触微波测试板。比如目前使用的短路微带线装置，一端通过黄铜与地短路连接，另一端通过焊接技术连接到sma同轴接头的发射器上。采用这种方法测试时，需要把磁性薄膜推入到微波传输线夹具内部。
3、上述传统的磁谱的测试方法，待测样品的大小和几何形状受到测量设备的限制。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术实施例提供一种基于近场微波探头的磁谱测试装置及方法，无需限制待测样品的尺寸，适应范围更广。
2、为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案：
3、一种基于近场微波探头的磁谱测试装置，包括：近场微波探头、矢量网络分析仪和控制系统；
4、所述近场微波探头包括：信号端和接地端短路连接的微波探针；所述近场微波探头与所述矢量网络分析仪的散射参数测试端口连接；所述矢量网络分析仪与所述控制系统连接；所述近场微波探头正对样品测试区；所述
5、所述近场微波探头与所述待测样品之间的距离为第一设定距离；所述第一设定距离大于0且小于100 μm；所述近场微波探头用于在待测样品和矢量网络分析仪之间传输微波信号；所述近场微波探头与所述矢量网络分析仪相连接形成一个阻抗回路；所述阻抗回路在靠近所述待测样品时，阻值发生变化，从而引起矢量网络分析仪散射参数的变化；
6、所述矢量网络分析仪用于接收四种状态下近场微波探头探测的反射信号，根据四种状态下的反射信号得到四种状态下的散射参数，并将四种状态下的散射参数发送至所述控制系统；
7、四种状态包括：样品测试区仅处于空载状态、样品测试区处于空载状态且施加有设定磁场强度的磁场、样品测试区仅放置待测样品以及样品测试区放置待测样品且施加有设定磁场方向的饱和磁场；
8、所述控制系统用于根据四种状态下的散射参数确定所述待测样品的磁谱。
9、可选地，所述近场微波探头还包括：金丝；所述微波探针的信号端和接地端通过所述金丝短路连接。
10、可选地，所述近场微波探头的信号端和接地端之间的距离为150 μm；所述近场微波探头的信号端和接地端的直径均为3 μm；所述金丝的直径为20 μm。
11、可选地，所述近场微波探头还包括：同轴转接器；
12、所述近场微波探头的输出端通过所述同轴转接器与所述矢量网络分析仪的散射参数测试端口连接。
13、可选地，所述基于近场微波探头的磁谱测试装置，还包括：三维移动平台；
14、所述三维移动平台上设置所述样品测试区；所述三维移动平台用于带动所述样品测试区上的待测样品移动，以使得所述近场微波探头与所述待测样品之间的距离为第一设定距离。
15、可选地，所述基于近场微波探头的磁谱测试装置，还包括：显微镜；
16、所述显微镜用于观察所述近场微波探头的位置、所述待测样品的位置以及所述近场微波探头与所述待测样品之间的距离。
17、可选地，所述设定磁场强度为4000 ；所述设定磁场方向平行于所述待测样品的膜面方向。
18、本专利技术还提供了一种基于近场微波探头的磁谱测试方法，所述基于近场微波探头的磁谱测试方法采用上述的基于近场微波探头的磁谱测试装置实现，所述基于近场微波探头的磁谱测试方法包括：
19、控制近场微波探头正对样品测试区，且与待测样品之间的距离为第一设定距离；
20、当样品测试区仅处于空载状态时，矢量网络分析仪接收近场微波探头探测的反射信号，并根据反射信号得到第一种状态下的散射参数；
21、当样品测试区处于空载状态且施加有设定磁场强度的磁场时，矢量网络分析仪接收近场微波探头探测的反射信号，并根据反射信号得到第二种状态下的散射参数；
22、当样品测试区仅放置待测样品时，矢量网络分析仪接收近场微波探头探测的反射信号，并根据反射信号得到第三种状态下的散射参数；
23、当样品测试区放置待测样品且施加有设定磁场方向的饱和磁场时，矢量网络分析仪接收近场微波探头探测的反射信号，并根据反射信号得到第四种状态下的散射参数；
24、根据四种状态下的散射参数确定所述待测样品的磁谱。
25、可选地，在控制近场微波探头正对样品测试区，且与待测样品之间的距离为第一设定距离之前，还包括：对整个磁谱测试网络进行校准，具体为：
26、采用信号端和接地端未短路连接的微波探针结合校准件对整个磁谱测试网络进行校准；校准好的磁谱测试网络用于接入近场微波探头进行磁谱测试。
27、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
28、本专利技术实施例将微波探针中的信号端和接地端短路连接得到近场微波探头；该近场微波探头用于在待测样品（作为样品端）和矢量网络分析仪之间传输微波信号；近场微波探头与待测样品之间的距离为第一设定距离；近场微波探头与矢量网络分析仪相连接形成一个阻抗回路；阻抗回路在靠近待测样品时，阻值发生变化，阻值的变化会引起矢量网络分析仪散射参数的变化；矢量网络分析仪得到空载时不加场与施加饱和场的散射参数、放置待测样品时不加场与施加饱和场的散射参数从而确定待测样品的磁谱，测量装置对待测样品的尺寸没有限制，适应范围更广，并且测量过程中近场微波探头与待测样品之间保持第一设定距离，即近场微波探头不需要与待测样品接触即可实现测量，非接触的状态能够避免待测样品介电性能对散射参数的影响，提高探测精度。
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1.一种基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，包括：近场微波探头、矢量网络分析仪和控制系统；
2.根据权利要求1所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，所述近场微波探头还包括：金丝；所述微波探针的信号端和接地端通过所述金丝短路连接。
3.根据权利要求2所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，所述近场微波探头的信号端和接地端之间的距离为150 μm；所述近场微波探头的信号端和接地端的直径均为3 μm；所述金丝的直径为20 μm。
4.根据权利要求1所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，所述近场微波探头还包括：同轴转接器；
5.根据权利要求1所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，还包括：三维移动平台；
6.根据权利要求5所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，还包括：显微镜；
7.根据权利要求1所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，所述设定磁场强度为4000 ；所述设定磁场方向平行于所述待测样品的膜面方向。
8.一种基于近场微波探
9.根据权利要求8所述的基于近场微波探头的磁谱测试方法，其特征在于，在控制近场微波探头正对样品测试区，且与待测样品之间的距离为第一设定距离之前，还包括：对整个磁谱测试网络进行校准，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，包括：近场微波探头、矢量网络分析仪和控制系统；
2.根据权利要求1所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，所述近场微波探头还包括：金丝；所述微波探针的信号端和接地端通过所述金丝短路连接。
3.根据权利要求2所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，所述近场微波探头的信号端和接地端之间的距离为150 μm；所述近场微波探头的信号端和接地端的直径均为3 μm；所述金丝的直径为20 μm。
4.根据权利要求1所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，所述近场微波探头还包括：同轴转接器；
5.根据权利要求1所述的基于近场微波探头的磁谱测试装置，其特征在于，还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：李喜玲，柴国志，秦世泽，王建波，薛德胜，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：
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